第四章--运动和力的关系--章末检测试题(含答案)

1第四章运动和力的关系一、选择题1．一辆校车在行进中突然前方交通灯变成红灯，司机立刻刹车，所有放在车内过道中的书包向前滑动了一段距离。书包运动是由于()。A．地面的摩擦力；B．汽车发动机的牵引力；C．书包受到的重力；D．书包质量决定的惯性。2．两个物块用一根轻绳连在一起，静止在光滑的桌面上。当用一个水平外力F拉动使之加速，这时绳子上出现的拉力是()。A．F；B．2F；C．3F；D．23F。3．一个8kg的物体静止在粗糙地面。当用30N的水平力推动这个物体时，物体以2.5m/s2加速度运动起来，地面与箱子之间的摩擦力为()。A．0N；B．5N；C．10N；D．15N。4．站在地面上屈腿蹬地竖直向上跳起，人能够向上跳起的原因是()。A．地面对人的弹力等于人受到的重力；B．地面对人的弹力大于人对地面的作用力；C．地面对人的弹力大于人受到的重力；D．人对地面的弹力小于人受到的重力。5．一个电梯上行时的速度—时间图像如图所示。电梯作用在乘客上的力最大是在什么时刻？最小在什么时刻？()。选项ABCD作用力最大2s2s4s0作用力最小06s08s26．一辆汽车沿直线水平公路行驶，当汽车汽油燃尽的时间记为t＝0。以后作用在汽车上的合外力为阻力f＝－k，是汽车的行驶速度，k是常数。以下哪组图像更好地反映出t＝0以后速度和位置x随时间的变化？()。A．；B．；C．；D．。7．(多选)一个人在电梯中站在体重计上。以下哪种情况他观察到体重计的读数会大于自己的正常体重？()。A．电梯匀速向上运动；B．电梯匀速向下运动；C．电梯向上加速运动；D．电梯向下加速运动；E．电梯向上减速运动；F．电梯向下减速运动。8．跳伞运动员从高空跳下，在降落伞打开之前，空气阻力忽略不计，此时下落的加速度为a，背包对运动员的压力为F。设某地方的重力加速度为g，背包的质量为m，则下列正确的是()。A．a＞g，F＞mg；B．a＜g，F＞mg；C．a＝g，F＝mg；D．a＝g，F＝0。9．一辆出站的特快列车，1min20s从静止加速到300km/h，如果特快列车机车的牵引力为54.910N×。在这个过程中的平均加速度为()。3A．1.04m/s2；B．3.75m/s2；C．27.7m/s2；D．69.4m/s2。10．列车在行进过程中铁轨和车轮间有摩擦，同时也存在空气阻力。如果质量为54.510kg×的特快列车所受牵引力为54.810N×，且加速度为1.04m/s2。在这个过程中的受到的阻力平均值为()。A．41.710N×；B．53.810N×；C．41310N×；D．41.210N×。11．一个物块质量为m，静止在粗糙的桌面上，木块与桌面间摩擦因数为μ，现在用拉力F斜向上拉动物体做匀加速运动，计算此时物块的加速度a为()。A．Fmgm－；B． cosFmgm－；C． cosFmgm－；D．cossin   FFmgm－＋。12．在“探究加速度与外力、质量的关系”的实验中，我们利用悬挂槽码的重力来替代小车受到的拉力，但是实验中没有补偿实验中受到的阻力。以下哪组实验结果为该实验装置测量数据所绘？()。ABCD4二、计算题13．冬奥会上很多项目都和摩擦力息息相关，比如冰壶深受摩擦力的影响。一个静止在冰面的冰壶被用F＝4N的力水平推出，冰壶在2.5s内获得速度2.0m/s。求：(1)计算冰壶被推出过程的平均加速度。(2)如果地板与冰壶间的动摩擦因数为0.02，计算这个冰壶的质量m。14．一辆质量为2吨的汽车正在以速度90km/h行驶，突然前方150m处出现一个行人，因为恐惧站在原地。为避免事故，如果司机立刻踩刹车，依靠地面的滑动摩擦停下。地面与车轮间的滑动摩擦因数为0.3。求：(1)汽车停下过程中的加速度的大小和方向。(2)通过计算判断行人是否安全。15．一个人用88N的力推着一个14kg的割草机在草地上做匀速运动，如图所示。求：(1)地面与割草机之间的动摩擦因数。(2)如果割草者打算推着割草机从静止到2.5s内，获得1.5m/s的速度，计算需要施加的推力F。16．一个物块质量m＝3kg，静止放在一个光滑的水平桌面上。现在用一个随时间变化的水平拉力F拉动这个木块。F随时间变化图像如图所示。(1)画出物体的加速度随时间的变化图像。(2)t＝3s时物块的速度是多大？517．滑雪是很多人在冬天最喜欢的运动。一个75kg的滑板者在28°的雪道以初速度5m/s开始下滑，滑到斜坡底端时速度为，到达水平面后又滑行了一段距离x后停下。摩擦因数如图所示。求：(1)人在斜坡时的加速度和在平面上时的加速度。(2)滑板者到达底端时速度。(3)滑板者在水平滑道滑行距离x。补充：5.如图所示,让物体分别同时从竖直圆上的P1、P2处由静止开始下滑,沿光滑的弦轨道P1A、P2A滑到A处,P1A、P2A与竖直直径的夹角分别为θ1、θ2。则()A.物体沿P1A、P2A下滑加速度之比为sinθ1∶sinθ2B.物体沿P1A、P2A下滑到A处的速度之比为cosθ1∶cosθ2C.物体沿P1A、P2A下滑的时间之比为1∶1D.若两物体质量相同,则两物体所受的合外力之比为cosθ1∶cosθ26参考答案一、选择题1．D。解析：由于汽车速度在减小，汽车和背包之间的摩擦力阻碍相对运动的发生，摩擦力方向向后，故A错误。牵引力没有直接作用在背包上，故B错误。重力方向竖直向下，不会造成水平面内运动状态的改变，故C错误。当司机在行进中突然刹车，物体由于惯性会继续保持原来的运动状态而向前滑动，故D正确。2．C。解析：由于桌面光滑，作用力拉动两个物块运动，整体获得加速度(1)kg2Fa＝，每个物块的加速度和整体加速度相等。此时绳子上的拉力是作用在1kg物块唯一的水平作用力，所以根据牛顿第二定律可得，绳子上的力为3FFma＝＝１。3．C。解析：根据F＝ma可得，F合＝F－Ff＝ma，所以Ff＝30N－8×2.5N＝10N。4．C。解析：人起跳时蹬地，人和地面之间的作用力是相互作用力，根据牛顿第三定律可知等大反向，故B错误。在竖直方向上，地面对人的弹力大于人的重力，合力向上，人才能跳起，故C正确。5．B。解析：图像中给出的是速度随时间t的变化。-t图像的斜率为加速度，可以判断t＝2s时的斜率为正，且最大；t＝6s时斜率为负，数值最大；乘梯者受到重力和支持力，取向上为正，FN－mg＝ma，所以t＝2s时支持力最大，6s时支持力最小。6．D。解析：x-t图像的斜率为，由于汽车仍然在沿正方向运动，因此斜率应该一直为正。而-t图像的斜率为加速度，由于汽油燃尽，只有空气阻力，此时加速度应该为负值。故选D。7．CF。解析：取向上为正方向，由于人在电梯中的受力在竖直方向有FN－mg＝ma，当加速度为正时，FN大于mg。当向上加速或是向下减速时，均为加速度向上。故选CF。8．D。7解析：跳伞运动员跳下后降落伞打开之前只受到重力作用，此刻加速度为当地重力加速度g。由于背包和人一起下落，加速度相同，人和背包之间没有相互挤压，压力为零。9．A。解析：注意单位的换算，速度300km/h转换单位为＝83.3m/s，时间1min20s转换为t＝80s。根据a＝ΔΔtv可得，a＝1.04m/s2。10．D。解析：如果存在阻力，F合＝F－Ff＝ma，所以Ff＝41.210N×。11．D。解析：物块的受力分析如图所示，在水平方向上，有Fcosθ－Ff＝ma；在竖直方向上，有FN＋Fsinθ＝G。又因Ff＝μFN，联立各式解得a＝cossin   FFmgm－＋。12．A。解析：在“探究加速度与外力、质量的关系”的实验中，由于没有平衡摩擦，小车受到的合力为F合＝F－Ff＝ma，又因Ff＝μFN＝μmg，所以fFFFagmm－＝＝－。故选A。二、计算题13．(1)0.8m/s2。(2)4kg。解析：(1)已知冰壶由静止推出获得速度2.0m/s，用时t＝2.5s。根据a＝ΔΔtv，可得a=0.8m/s2。(2)推出后由于摩擦力作用，冰壶将在地面上做减速运动，受力如图。取运动方向为正方向，Ff＝μFN。在竖直方向上，有FN＝mg。根据牛顿第二定律，可得F合＝F－Ff＝ma。所以m＝4kg。14．(1)3m/s2，方向沿运动方向相反。(2)行人安全。解析：(1)汽车刹车后停下过程中(水平方向)只有滑动摩擦力，因此根据牛顿第二定律，加速度大小为a＝Fm＝μg＝3m/s2，方向沿运动方向相反。(2)由于人此时没有动，人与车初始距离为150m。根据运动学公式2202da－＝vv，8车停下时需要走过的距离为104.2m，小于150m，因此行人安全。15．(1)0.31。(2)106.2N。解析：(1)割草机的受力图如图所示。将F沿水平方向和竖直方向分解，由于割草机做匀速运动，合外力为零。在水平方向，有F∥－Ff＝0，且F∥＝Fcos45°。在竖直方向，有FN＝G＋F⊥，且F⊥＝Fsin45°。又因为Ff＝μFN，联立各式解得μ＝0.31。(2)如果割草机从静止开始加速，则：在水平方向，有F∥－Ff＝ma；在竖直方向，有FN＝G＋F⊥。又因为a＝ΔΔtv，再由(1)可得推力106.2Ncos45sin45mamgF＝＝＋－。16．(1)如图所示。(2)3m/s。解析：(1)根据牛顿第二定律，可知a＝Fm，则t＝0，a＝0；t＝3s，a＝Fm＝2m/s2。加速度与时间图像为：(2)根据物理量之间的关系，a-t图像下的面积为速度的变化量。所以＝12×3×2m/s＝3m/s。17．(1)4.54m/s2；－1.5m/s2(2)32.0m/s。(3)341m。解析：(1)人在斜坡时的受力如图所示：将重力分解为沿斜面和垂直于斜面两个分力。沿斜面方向的合力为F合＝G∥－Ff＝ma垂直于斜面方向，有FN＝G⊥9整理得滑板者在斜面时加速度为：a斜＝gsin28°－μ斜gcos28°＝3.1m/s2人在水平面时只有摩擦力作用在滑板上，加速度为负的。水平方向运动时，滑雪者运动方向和滑动摩擦方向相反，如图所示：取运动方向为正方向，Ff＝－μFN竖直方向受力平衡，FN＝mg根据牛顿第二定律，有F合＝ma水＝Ff，所以加速度：a水＝－1.5m/s2。(2)当滑板者从坡顶开始下滑，初速度＝5m/s，a斜＝3.1m/s2，斜坡长度d＝110m。根据运动学公式2202da－＝vv，带入数据的在斜坡底端的速度＝26.6m/s。(3)根据运动学公式2202da－＝vv，可得在水平面运动的距离x＝236m。5.【解析】选B、C、D。将物体的重力分别沿光滑的弦轨道P1A、P2A方向和垂直轨道方向分解,则沿光滑的弦轨道P1A、P2A方向分力分别为m1gcosθ1和m2gcosθ2,其加速度分别为gcosθ1和gcosθ2,若两物体质量相同,则两物体所受的合外力之比为cosθ1∶cosθ2,选项D正确;两物体沿P1A、P2A下滑加速度之比为cosθ1∶cosθ2,选项A错误;因为弦轨道长度L=dcosθ,由L=at2,解得t=。由速度公式v=at可得,物体沿P1A、P2A下滑到A处的速度之比为cosθ1∶cosθ2,选项B、C正确。